CN207026790U - 一种适用于多种焊接工艺的焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适用于多种焊接工艺的焊接设备，包括机座、进料单元、夹持单元、焊接对位单元和焊接单元，进料单元、焊接对位单元和焊接单元沿进料方向依次安装于机座上，夹持单元分布于焊接对位单元两侧；焊接对位单元包括构件A、构件B和驱动构件B的驱动单元B；构件A具有一个对位区a和一个引导区c，构件B具有一个对位区b和一个引导区d，对位区a为平面、位于构件A的右侧面，对位区b为平面、位于构件B的左侧面，引导区c位于构件A的上表面、引导区d位于构件B的下表面，引导区c平行于引导区d；本实用新型的焊接设备设置了焊接对位单元，可为待焊接工件提供对位面，保证工件按照对位后的相对空间位置进行焊接，对位精度高。

Description

一种适用于多种焊接工艺的焊接设备

技术领域

本实用新型涉及一种焊接设备，该设备适用于多种焊接工艺，包括但不限于激光焊接、拼焊、填丝焊、填料焊、叠焊、补焊等，属于焊接设备技术领域。

背景技术

目前薄板焊接焊缝的对位和定位主要还是依赖操作人员的经验，用眼睛判别对准，通过手工移动来调整焊接位置，再用夹紧机构将薄板固定，其缺点是：1、随意性大，焊接位置难找，定位精度差，影响焊接质量；2、夹持薄板的夹紧机构与薄板焊面间的相对位置不确定，造成批量生产时的焊缝不一致；3、夹持薄板的夹紧机构边缘距离薄板焊接边距离大，由于板的厚度极薄，薄板焊接部位受热变形，无法保障焊接处全部焊缝的高质量和一致性。

另外，现有的焊接设备仅适用于单一焊接工艺，而零件的整个加工工艺中往往包含多种焊接工序，因此需要制造厂商采购多台设备，长流水线操作，较高的成本投入进一步压缩制造厂商的微薄利润，不利于实业发展。

发明内容

本实用新型地方目的在于克服现有技术的不足，而提供一种可实时调节焊接间隙大小或焊件搭接处的宽度的焊接设备，焊接前调节焊接间隙大小或焊件搭接处的宽度以适应不同焊接工艺，焊接过程中微调焊接对位单元，可弥补因卷料自身形状公差造成的焊接失效。

实现本实用新型目的所采用的技术方案为，一种适用于多种焊接工艺的焊接设备，至少包括机座、进料单元、夹持单元和焊接单元，进料单元与焊接单元之间设有焊接对位单元，进料单元、焊接对位单元和焊接单元沿进料方向依次安装于机座上，夹持单元分布于焊接对位单元两侧；所述焊接对位单元包括构件A、构件B和驱动单元B，构件B位于构件A上方，构件B通过驱动单元B驱动、相对构件A上、下、左、右移动；所述构件A具有一个对位区a和一个引导区c，构件B具有一个对位区b和一个引导区d，所述对位区a为平面、位于构件A的右侧面，所述对位区b为平面、位于构件B的左侧面，所述引导区c位于构件A的上表面、引导区d位于构件B的下表面，引导区c平行于引导区d。

所述构件A中安装有驱动单元A，驱动单元A位于构件A的右侧部，对位区a通过驱动单元A驱动。

还包括控制单元，控制单元控制驱动单元A和驱动单元B中的驱动元件。

所述控制单元包括主控制器、视觉传感器和信号处理器，视觉传感器通过信号处理器连接至主控制器。

所述焊接单元包括安装架、焊枪、焊枪自由度调节装置和吹气冷却装置，安装架固定在机架上，焊枪自由度调节装置和吹气冷却装置均安装于安装架上，焊枪通过焊枪自由度调节装置固定，并且位于吹气冷却装置与焊接对位单元之间，视觉传感器安装于安装架上并且位于焊枪与焊接对位单元之间，焊枪自由度调节装置和吹气冷却装置均连接主控制器。

所述焊接单元包括安装架、焊枪、焊枪自由度调节装置和吹气冷却装置，安装架固定在机架上，焊枪自由度调节装置和吹气冷却装置均安装于安装架上，焊枪通过焊枪自由度调节装置固定，并且位于吹气冷却装置与焊接对位单元之间。

所述夹持单元包括两组夹具，以进料方向为对称轴对称分布于焊接对位单元两侧，每组夹具均由两个对称分布于待焊接工件上下两侧的夹轮构成，两个夹轮均倾斜安装，夹轮与待焊接工件侧边的夹角为锐角。

由上述技术方案可知，本实用新型提供的适用于多种焊接工艺的焊接设备，在现有焊接设备的基础上增加焊接对位单元，焊接对位单元主要包括一个固定的构件A和一个位置可调的构件B，构件A和构件B在焊接时分别向待焊接的两个工件即工件C和工件D提供对位面(对位区必须为平面)，以供工件C和工件D的焊面(或边)贴紧，因此对位区a与对位区b的相对距离即为焊接间隙宽度或焊件搭接宽度；构件B通过驱动单元B驱动，可相对构件A上、下、左、右移动，从而可根据设定的焊接工艺调节二者的相对位置，将焊接间隙宽度或焊件搭接宽度调节至合适范围，或使得待焊接的两个工件在空间上单点接触或多点接触，从而使得本实用新型的焊接设备适用于各种熔焊和填丝焊焊接工艺。

对位区a与对位区b的相对距离相对位置的调节还可通过对位区b固定、调节对位区a的方式实现，本实用新型中，构件A的右侧部中安装驱动单元A，对位区a通过驱动单元A驱动，相对于构件A的右侧面外凸或内凹，从而改变对位区a与对位区b的相对距离。

与现有技术相比，本实用新型提供的适用于多种焊接工艺的焊接设备设置了焊接对位单元，可为待焊接工件提供对位面，保证工件按照对位后的相对空间位置进行焊接，对位精度高；两个对位区一个固定、另一个位置可调，可在焊接前预先调节相对间距，以适应不同的焊接工艺；焊接过程中可实时微调两个对位区的相对距离，不仅可以克服工件存在形状公差不利因素，还可以消除工件热变形对焊接质量的影响。

附图说明

图1为本实用新型提供的适用于多种焊接工艺的焊接设备的结构示意图。

图2为焊接单元的结构示意图。

图3为夹持单元的结构示意图。

图4为实施例1的焊接对位单元的结构示意图。

图5为实施例2的焊接对位单元的结构示意图。

图6为本实用新型焊接对位单元用于叠焊的使用状态图。

图7为本实用新型焊接对位单元用于拼焊的使用状态图。

图8为本实用新型焊接对位单元用于填丝焊的使用状态图。

其中，1-构件A，11-对位区a，12-引导区c，2-构件B，21-对位区b，22-引导区d，3-驱动单元A，4-驱动单元B，5-工件C，6-工件D，7-焊缝，10-进料单元，20-夹持单元，21-上夹轮，22-下夹轮，30-吹气冷却装置，40-焊枪，41-焊嘴，50-视觉传感器，60-焊枪自由度调节装置，70-信号处理器，80-主控制器，90-安装架。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细具体说明，本实用新型的内容不局限于以下实施例。

实施例1：

一种适用于多种焊接工艺的焊接设备，其结构如图1所示，至少包括机座、进料单元10、夹持单元20、焊接单元和控制单元，进料单元10与焊接单元之间设有焊接对位单元，进料单元10、焊接对位单元和焊接单元沿进料方向依次安装于机座上，夹持单元20分布于焊接对位单元两侧，所述控制单元包括主控制器80、视觉传感器50和信号处理器70，视觉传感器50通过信号处理器70连接至主控制器80；

参见图2，所述焊接单元包括安装架90、焊枪40、焊枪自由度调节装置60和吹气冷却装置，安装架90固定在机架上，焊枪自由度调节装置60和吹气冷却装置均安装于安装架90上，焊枪40通过焊枪自由度调节装置60固定，并且位于吹气冷却装置与焊接对位单元之间，视觉传感器50安装于安装架90上并且位于焊枪40与焊接对位单元之间，焊枪自由度调节装置60和吹气冷却装置均连接主控制器80；

参见图3，所述夹持单元20包括两组夹具，两组夹具以进料方向为对称轴对称分布于焊接对位单元两侧，每组夹具均由两个对称分布于待焊接工件上下两侧的夹轮21、22构成，夹轮轮轴固定、轮绕各自的轮轴转动，夹紧待焊接的工件，上夹轮21和下夹轮22均倾斜安装，夹轮与待焊接工件侧边的夹角α为锐角，夹轮对待焊接工件的夹紧力在水平方向上产生一由外指向内的分力，该分力使得待焊接的工件可紧靠焊接对位单元；

参见图4，所述焊接对位单元包括构件A1、构件B2和驱动单元B4，构件B2位于构件A1上方，构件B2通过驱动单元B4驱动、相对构件A1上、下、左、右移动，驱动单元B4接入主控制器；所述构件A1具有一个对位区a11和一个引导区c12，构件B2具有一个对位区b21和一个引导区d22，本实施例中，对位区a11为平面，即构件A1的整个右侧面均为对位区a11，对位区a11供工件工件C5靠准，对位区b21同样为平面，即构件B2的整个左侧面均为对位区b21，对位区b21供工件D6靠准，引导区c12位于构件A1的上表面，引导区d22位于构件B2的下表面，本实施例中，引导区c12和引导区d22均采用水平面，二者相互平行，构件B2可顺利向构件A1靠近。

实施例2：

一种适用于多种焊接工艺的焊接设备，其结构如图1所示，至少包括机座、进料单元10、夹持单元20、焊接单元和控制单元，进料单元10与焊接单元之间设有焊接对位单元，进料单元10、焊接对位单元和焊接单元沿进料方向依次安装于机座上，夹持单元20分布于焊接对位单元两侧，所述控制单元包括主控制器80、视觉传感器50和信号处理器70，视觉传感器50通过信号处理器70连接至主控制器80；

参见图2，所述焊接单元包括安装架90、焊枪40、焊枪自由度调节装置60和吹气冷却装置，安装架90固定在机架上，焊枪自由度调节装置60和吹气冷却装置均安装于安装架90上，焊枪40通过焊枪自由度调节装置60固定，并且位于吹气冷却装置与焊接对位单元之间，视觉传感器50安装于安装架90上并且位于焊枪40与焊接对位单元之间，焊枪自由度调节装置60和吹气冷却装置均连接主控制器80；

参见图3，所述夹持单元20包括两组夹具，两组夹具以进料方向为对称轴对称分布于焊接对位单元两侧，每组夹具均由两个对称分布于待焊接工件上下两侧的夹轮21、22构成，夹轮轮轴固定、轮绕各自的轮轴转动，夹紧待焊接的工件，上夹轮21和下夹轮22均倾斜安装，其滚动面与待焊接工件靠近焊接对位单元的部分的夹角α为钝角，夹轮对待焊接工件的夹紧力在水平方向上产生一由外指向内的分力，该分力使得待焊接的工件可紧靠焊接对位单元；

参见图5，所述焊接对位单元包括构件A1、构件B2、驱动单元A3、驱动单元B4和控制单元，构件B2位于构件A1上方，构件B2通过驱动单元B4驱动、相对构件A1上、下、左、右移动；所述构件A1具有一个对位区a11和一个引导区c12，构件B2具有一个对位区b21和一个引导区d22，引导区c12位于构件A1的上表面，引导区d22位于构件B2的下表面，驱动单元A3位于构件A1的右侧部，主控制器80控制驱动单元A3和驱动单元B4中的驱动元件；

本实施例中，对位区a11为平面，通过位于构件A1右侧面中的驱动单元A3驱动，以凸出或内凹于构件A1的右侧面；对位区b21同样为平面，构件B2的整个左侧面均为对位区b21；引导区c12和引导区d22均采用倾斜平面，二者相互平行，倾斜面起引导作用，构件B2可顺利向构件A1靠近。

采用上述焊接设备进行焊接，具体操作步骤如下：

(1)焊接前首先检测工件C5和工件D6的焊接边的形状公差，随后根据设定的焊接工艺调节构件A1与构件B2的相对位置，调节对位区a11与对位区b21的相对距离，该距离即为焊接间隙宽度或焊件搭接宽度，调节时引导区c12贴紧引导区d22，保证调节过程的稳定性；

(2)将待焊接的工件C5和工件D6通过焊接对位单元对位，其中工件C5的焊接边贴紧对位区a11、工件D6的焊接边贴紧对位区b21，对位后采用夹持单元夹紧工件C5和工件D6；

(3)按照预定的焊接工艺将工件C5和工件D6焊接，焊接过程中保持焊枪40相对于焊接对位装置的位置不变，通过进料单元10保持工件C5和工件D6持续进料，图1中箭头所示方向即为进料方向，焊枪40的焊嘴41位于焊接对位单元的前方，焊嘴41与焊接对位单元之间间隔以焊接火焰或激光不会对焊接对位单元产生烧蚀为宜，焊接过程中根据焊接边的形状公差改变构件B2相对于构件A1的位置，实时调节焊接间隙大小或焊件搭接处的宽度，使得焊接间隙大小或焊件搭接处的宽度始终保持在设定焊接工艺的设定范围内，直至焊接结束，或者焊接过程中通过视觉传感器实时采集当前待焊处的焊接间隙大小或焊件搭接宽度，并通过信号处理器实时反馈至主控制器，主控制器根据采集的信息控制驱动单元A3和/或驱动单元B4，调整构件B2相对于构件A1的位置，实时调节焊接间隙大小或焊件搭接处的宽度，使得焊接间隙大小或焊件搭接处的宽度始终保持在设定焊接工艺的设定范围内，主控制器同时通过焊枪自由度调节装置调节焊嘴的焊接角度和/或焊嘴与待焊接工件之间的间距，保证焊接均匀，直至焊接结束。

以实施例1提供的焊接设备为例，本实用新型可适用于填丝焊、拼焊或叠焊等不同焊接工艺，具体为：

1、采用本实用新型的焊接设备进行叠焊：

参见图6，构件A1和构件B2在焊接时分别向待焊接的两个工件即工件C5和工件D6提供对位面，以供工件C5和工件D6的焊面(或边)贴紧，通过驱动单元B4移动构件B2，使得构件B2位于构件A1上方，并且二者在垂直投影方向上部分重合，重合宽度为l₁，该重合宽度为l₁即为工件C5与工件D6的搭接宽度。

2、采用本实用新型的焊接设备进行激光拼焊：

参见图7，构件A1和构件B2在焊接时分别向待焊接的两个工件即工件C5和工件D6提供对位面，以供工件C5和工件D6的焊面(或边)贴紧，通过驱动单元B4移动构件B2，使得构件B2位于构件A1上方，并且二者的对位面在垂直投影方向上对接，其间隙l₂不超过1mm，该间隙l₂即为工件C5与工件D6的焊接间隙。

3、采用本实用新型的焊接设备进行填丝熔焊：

参见图8，构件A1和构件B2在焊接时分别向待焊接的两个工件即工件C5和工件D6提供对位面，以供工件C5和工件D6的焊面(或边)贴紧，通过驱动单元B4移动构件B2，使得构件B2位于构件A1上方，并且二者的对位面在垂直投影方向上间隔一定距离，该间隔l₃即为工件C5与工件D6的填丝间隙，间隔l₃不小于焊丝直径的1倍。

Claims (7)

1.一种适用于多种焊接工艺的焊接设备，至少包括机座、进料单元、夹持单元和焊接单元，其特征在于：进料单元与焊接单元之间设有焊接对位单元，进料单元、焊接对位单元和焊接单元沿进料方向依次安装于机座上，夹持单元分布于焊接对位单元两侧；所述焊接对位单元包括构件A、构件B和驱动单元B，构件B位于构件A上方，构件B通过驱动单元B驱动、相对构件A上、下、左、右移动；所述构件A具有一个对位区a和一个引导区c，构件B具有一个对位区b和一个引导区d，所述对位区a为平面、位于构件A的右侧面，所述对位区b为平面、位于构件B的左侧面，所述引导区c位于构件A的上表面、引导区d位于构件B的下表面，引导区c平行于引导区d。

2.根据权利要求1所述的适用于多种焊接工艺的焊接设备，其特征在于：所述构件A中安装有驱动单元A，驱动单元A位于构件A的右侧部，对位区a通过驱动单元A驱动。

3.根据权利要求2所述的适用于多种焊接工艺的焊接设备，其特征在于：还包括控制单元，控制单元控制驱动单元A和驱动单元B中的驱动元件。

4.根据权利要求3所述的适用于多种焊接工艺的焊接设备，其特征在于：所述控制单元包括主控制器、视觉传感器和信号处理器，视觉传感器通过信号处理器连接至主控制器。

5.根据权利要求4所述的适用于多种焊接工艺的焊接设备，其特征在于：所述焊接单元包括安装架、焊枪、焊枪自由度调节装置和吹气冷却装置，安装架固定在机架上，焊枪自由度调节装置和吹气冷却装置均安装于安装架上，焊枪通过焊枪自由度调节装置固定，并且位于吹气冷却装置与焊接对位单元之间，视觉传感器安装于安装架上并且位于焊枪与焊接对位单元之间，焊枪自由度调节装置和吹气冷却装置均连接主控制器。

6.根据权利要求1所述的适用于多种焊接工艺的焊接设备，其特征在于：所述焊接单元包括安装架、焊枪、焊枪自由度调节装置和吹气冷却装置，安装架固定在机架上，焊枪自由度调节装置和吹气冷却装置均安装于安装架上，焊枪通过焊枪自由度调节装置固定，并且位于吹气冷却装置与焊接对位单元之间。

7.根据权利要求1所述的适用于多种焊接工艺的焊接设备，其特征在于：所述夹持单元包括两组夹具，以进料方向为对称轴对称分布于焊接对位单元两侧，每组夹具均由两个对称分布于待焊接工件上下两侧的夹轮构成，两个夹轮均倾斜安装，夹轮与待焊接工件侧边的夹角为锐角。